CN1208367C - 生物降解塑料母料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于生产生物降解塑料制品的母料—聚乳酸的制备方法。该方法以陈旧谷物类、废弃的薯类、制糖的下脚料或加工乳制品的脚料等为主要原料，选用谷物类和薯类为原料经水解糖化、配料、发酵、分离提取、加热蒸发后即得母料聚乳酸分子；选用制糖的下脚料或乳制品下脚料为原料时可直接进行配料发酵。该工艺比较简单，廉价的原料来源广泛，该产品用于制成生物降解速度快，对环境没有污染的塑料薄膜和塑料制品，具有强度高，无毒，可塑性、加工性能好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及可降解塑料原料的加工技术领域。
背景技术
现有生产的可生物降解塑料，不外乎有以下几种合成材料加工而成，一种是生物合成材料，一种是化学合成材料，还有人工合成材料及天然高分子材料，生产上述几种材料的工艺合成反应比较复杂，使用的原材料相对要求比较高，生产成本及费用也比较大，产物的提取也相对比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物降解塑料母料—聚乳酸的制备方法，该方法简单，可降低生产成本。
本发明的技术方案是：本发明采用陈旧谷物类、废弃的薯类、制糖的下脚料或加工乳制品的下脚料等废料为主要原料，选用谷物类和薯类为原料时，经活性水稀释粉、浆并经过双酶糖化、配料、发酵、分离提取、加热蒸发后即得母料聚乳酸；选用制糖的下脚料或乳制品下脚料为原料时，可直接配料发酵，省略水解糖化步骤。
本发明的原料及重量百分比由废料58-90％，α-淀粉酶0.5-3％，糖化酶0.5-2％，乳清10-30％，乳杆菌3-6％组成。
本发明具体制备方法是：
(1)水解糖化：首先将谷物或薯类原料用水或活性水浸泡、经磨浆后流入发酵罐中，调节PH值为6.4，升温至90℃，2-3分钟后降至70℃，流入0.5-3％的α-淀粉酶进行液化，液化完成后使温度升至90℃，2-3分钟后降至50℃，流入0.5-2％的糖化酶进行糖化，糖化完成后得到葡萄糖浆；
(2)配料：在葡萄糖浆溶液中加入10-30％的乳清，然后加压均质后将温度升至100℃，5-8分钟灭菌；
(3)发酵：将温度降至50℃，流入3-6％的乳杆菌进行充分发酵，得DL—乳酸；也可流入根霉菌进行细菌发酵，发酵温度为35℃，发酵完结得L—乳酸；两种乳酸均可生产聚乳酸PLA；
(4)分离提取：将含有乳酸的液体经过渗透膜或电渗析器进行液酪分离；
(5)加热蒸发：将发酵溶液放入聚合釜中进行加热至沸点，加压使其脱水蒸发，即得聚乳酸分子PLA。
本发明用废旧原料生产可生物降解的塑料的母料，该工艺比较简单，廉价的原料来源广泛；本发明采用双酶糖化，这有助于发酵完结后，残料的利用，可生产禽、畜的饮料和农用肥料等产品，也减少了用酸解法进行糖化处理带来的环境污染；本发明可使用渗透膜法或电渗析器进行乳酸提取技术，用这种方法提取乳酸纯度高，可提高乳酸的产量；该方法得到的聚乳酸分子吹塑而成的塑料薄膜及其它塑料制品，具有生物降解速度快，强度高，无毒，可塑性、加工性能好，对环境无污染的特点，可作为生物降解的好材料。
具体实施方式
以玉米为原料制备成聚乳酸的工艺过程是：
(1)水解糖化：首先将玉米放入浸泡槽内用清水或活性水浸泡，使玉米充分吸水肿涨，然后用磨浆机进行水磨，使玉米成浆后流入发酵罐中，调节PH值为6.4，升温至90℃，2-3分钟后降至70℃，流入0.5-3％的α-淀粉酶进行液化(也可以用喷射液化进行)，液化完成后使温度升至90℃，2-3分钟至50℃，流入0.5-2％的糖化酶进行糖化，糖化完成后得到葡萄糖浆；采用活性水作为发酵中微生物吸水助剂，这有得利于微生物和增长繁殖和提高产糖率及产酸率，也使整体发酵生产乳酸的产量得以提高。
(2)配料：在葡萄糖浆溶液中加入有助于细菌吸收、同化的原料10-30％的乳清，然后加压均质后将温度至100℃，5-8分钟灭菌；
(3)发酵：将温度降至50℃，流入3-6％的乳杆菌进行细菌发酵，使发酵液充分发酵完结，得DL—乳酸；也可流入根霉菌进行细菌发酵，发酵温度为35℃，发酵完结得L—乳酸；两种乳酸均可生产聚乳酸PLA；
(4)分离提取：将含有乳酸的液体经过渗透膜或电渗析器进行液酪分离，得乳酸；
(5)加热蒸发：将乳酸溶液放入聚合釜中进行加热至沸点，加压使其脱水蒸发，即得聚乳酸分子。
以糖类作为原料制备聚乳酸的工艺中，可以省略水解糖化这一步骤，可直接配料进行发酵，然后即得聚乳酸分子。
Claims (2)
1、一种生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于：所述母料的原料及重量百分比由陈旧谷物类、废弃薯类、制糖的下脚料或加工乳制品的下脚料58-90％，α-淀粉酶0.5-3％，糖化酶0.5-2％，乳清10-30％，乳杆菌3-6％组成；
本发明具体制备方法是：
(1)水解糖化：首先将谷物或薯类原料用活性水浸泡、经磨浆后流入发酵罐中，调节PH值为6.4，升温至90℃，2-3分钟后降至70℃，流入0.5-3％的α-淀粉酶进行液化，液化完成后使温度升至90℃，2-3分钟后降至50℃，流入0.5-2％的糖化酶进行糖化，糖化完成后得到葡萄糖浆；
(2)配料：在葡萄糖浆溶液中加入10-30％的乳清，然后加压均质后将温度升至100℃，5-8分钟灭菌；
(3)发酵：将温度降至50℃，流入3-6％的乳杆菌进行充分发酵；
(4)分离提取：将含有乳酸的液体经过电渗析器进行液酪分离；
(5)加热蒸发：将发酵溶液放入聚合釜中进行加热至沸点，加压使其脱水蒸发，即得聚乳酸分子。
2、根据权利要求1所述的生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于：以糖类或乳类为原料时，制备方法可直接配料进行发酵，经分离提取、加热蒸发即得聚乳酸分子。
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